CN101734792A

CN101734792A - 含硫酸根废、污水处理系统及其处理方法

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Publication number: CN101734792A
Application number: CN200810217944A
Authority: CN
Inventors: 陈光浩
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-11-27
Filing date: 2008-11-27
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2028-11-27
Also published as: CN101734792B

Abstract

本发明公开一种含硫酸根废、污水理系统及处理方法，该系统包括厌氧室、缺氧生物滤池以及好氧生物滤池，厌氧室具有上流式厌氧污泥床，用于还原硫酸盐形成硫化物，厌氧室与缺氧生物滤池相连通以将硫化物流入缺氧生物滤池内，缺氧生物滤池用于进行自养反硝化反应，通过厌氧室形成的硫化物将硝酸盐反硝化，缺氧生物滤池与好氧生物滤池相连通，好氧生物滤池用于进行硝化反应，所述好氧生物滤池具有位于上部的澄清区，过滤后的水流到所述澄清区，所述好氧生物滤池的澄清区底部与缺氧生物滤池连通，以将澄清区底部水回流至缺氧生物滤池进行反硝化，澄清区顶部清水排出。该含盐污水处理系统及方法利用上流式厌氧污泥床有效去除污水中有机物以及利用自养硝化和反硝化作用脱氮的同时，几乎不产生剩余污泥。而且无需采用加热或超声波等设施，降低成本。

Description

含硫酸根废、污水处理系统及其处理方法

技术领域

本发明涉及水处理工艺，尤其涉及一种含硫酸根废、污水处理系统及其处理方法。

背景技术

目前，随着人们生活用水的不断消耗，淡水资源越来越显现匮乏状况，因而有些淡水资源相对不足地方或地区转向对海水或咸水进行利用，以弥补淡水资源的不足。尤其是一些沿海岛屿和城市，这些地方经济发展迅速，而淡水资源供应却一直处于紧张状态，因此有必要在这些地方充分利用沿海的海水资源。

目前的水资源的利用方面，例如用海水冲厕，通过微膜过滤结合反渗透(Reverse Osmosis，简称为RO)过滤对水进行二次处理以重新利用，或者通过膜生物反应器(Membrane Bioreactor，简称为MBR)结合反渗透过滤来回收废水等，其中以海水冲厕为最直接有效、成本低的海水在实际生活中的应用实例。以香港为例海水冲厕相比较淡水冲厕可节省0.3美元/m³，相比较MBR和RO冲厕可节省0.19美元/m³。

然而，海水冲厕会产生含盐污水，含盐污水的二次处理会产生大量的污泥，目前对污泥的处理方法主要是填埋的方法，但是城市的填埋可利用空间毕竟有限。另外有采用焚烧方法来处理污泥，然而这样使空气质量恶化，明显不符合环保要求。还有将污泥发酵成生物沼气，但是这样对污泥的质量并没有多大减少。

一种可行的方法就是降低污泥的产出，例如通过加热、超声波及臭氧预处理等方法来分解多余的污泥。不过这些方法都要较高的成本并污泥处理还要占用额外的土地，并不能从根本上解决污泥累积的问题。

除了上述海水冲厕产生的含盐污水，其他如垃圾渗滤液、高盐采油废水等含盐废水的处理，使用传统生物工艺难以奏效，是当前亟需解决的一大难题。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种成本低、污泥排放少的含硫酸根废、污水处理系统。

以及提供一种成本低、污泥排放少的含硫酸根废、污水处理方法。

一种含硫酸根废、污水处理系统，其包括厌氧室、缺氧生物滤池以及好氧生物滤池，所述厌氧室具有上流式厌氧污泥床，用于还原硫酸盐形成硫化物，厌氧室与缺氧生物滤池相连通以将硫化物流入缺氧生物滤池内，所述缺氧生物滤池用于进行自养反硝化反应，通过厌氧室形成的硫化物将硝酸盐反硝化，缺氧生物滤池与好氧生物滤池相连通，所述好氧生物滤池用于进行硝化反应，所述好氧生物滤池具有位于上部的澄清区，过滤后的水流到所述澄清区，所述好氧生物滤池的澄清区底部与缺氧生物滤池连通，以将澄清区底部水回流至缺氧生物滤池进行反硝化，澄清区顶部清水排出。

以及，一种含硫酸根废、污水处理方法，使含硫酸根废、污水分别经过厌氧室、缺氧生物滤池、好氧生物滤池的处理，然后排出，其中厌氧室具有上流式厌氧污泥床，该方法包括如下步骤：

将含硫酸根废、污水导入厌氧室内，使污水中的硫酸盐还原成硫化物，并将生成的硫化物注入缺氧生物滤池；

缺氧生物滤池对注入的污水，通过污水中硫化物进行硝酸盐的自养反硝化处理，再将处理后的水注入好氧生物滤池中；

经缺氧生物滤池处理的水在好氧生物滤池内进行硝化反应，好氧生物滤池过滤后水回流至缺氧生物滤池再进行反硝化处理，排放好氧生物滤池顶部清水。

本发明实施例中，所述含硫酸根废、污水处理系统及方法通过厌氧室的厌氧污泥床，使污水中的硫酸盐还原成硫化物，并产生硫化物，供给缺氧生物滤池中进行自养反硝化处理，然后再经过好氧生物滤池进行硝化处理，去除硫酸盐及硝酸盐等，经过好氧生物滤池硝化后的水回流到缺氧生物滤池中，在缺氧生物滤池中进行的自养反硝化，好氧生物滤池澄清区的溢流清水排放，从而可以极大减少污泥的产生，甚至做到污泥的零排放，从根本上解决了污泥累积的问题。而且，所述含盐污水处理系统及方法无需采用额外的加热或超声波等设施，从而降低含盐污水的处理成本，同时也节省了占地空间。

附图说明

图1是本发明实施例的含硫酸根废、污水处理系统结构示意图；

图2是本发明实施例的含硫酸根废、污水处理方法操作过程中的COD(Chemical Oxygen Demand，简称为COD)去除数据示意图；

图3是本发明实施例的含硫酸根废、污水处理方法操作过程中的NO₃ ^--N去除数据示意图；

图4是本发明实施例的含硫酸根废、污水处理方法操作过程中的NH₄ ⁺-N去除数据示意图；

图5是本发明实施例的含硫酸根废、污水处理方法操作过程中的不同的溶解性氧气浓度对缺氧生物滤池的性能影响示意图；

图6是本发明实施例的含硫酸根废、污水处理方法操作过程中缺氧生物滤池的进水和出水中硝酸盐浓度数据示意图；

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，本发明实施例的含硫酸根废、污水处理系统10包括厌氧室12、缺氧生物滤池13以及好氧生物滤池14。厌氧室12具有上流式厌氧污泥床(Up-flow Anaerobic Sludge Bed，简称为UASB)。缺氧生物滤池(Anoxic Filter，简称为ANF)13包含缺氧生物滤器。好氧生物滤池(Aerobic Filter，简称为AEF)14包含好氧生物滤器，好氧生物滤池14与缺氧生物滤池13相连通，接受来自缺氧生物滤池13的出水，好氧生物滤池14具有上部澄清区140，过滤后的水流到澄清区140，澄清区140底部与缺氧生物滤池13连通，以将澄清区140底部水回流至缺氧生物滤池13进行反硝化，澄清区140顶部清水排出，例如通过溢流排放。

此外，在污水由厌氧室12上设置回流管道，使上部水回流至厌氧室12的底部参加再反应，并于厌氧室回流污水管道位置上方设溢流槽(图未示)，厌氧室的溢流槽与缺氧生物滤池相连通，使厌氧室12的顶部含硫化物的水溢流出厌氧室12，并依靠重力流入缺氧生物滤池。好氧生物滤池14的澄清区140底部水回流至缺氧生物滤池13底部。因而，缺氧生物滤池13的进水包括来自于厌氧室12的一部分出水以及好氧生物滤池14澄清区140底部回流水。缺氧生物滤池13设置有自回流管道，使得经过缺氧生物滤池13过滤后的低层水直接回流到自身的底部，重新参与缺氧生物滤池13过滤及反硝化反应，经过缺氧生物滤池过滤后的上层水注入好氧生物滤池。该自回流出水的出口低于流入好氧生物滤池14的出水的出口。

其中，厌氧室12的上流式厌氧污泥床容纳有硫酸盐还原菌(SulfateReducing Bacteria，简称为SRB)，用于去除COD(Chemical Oxygen Demand，简称为COD)，还原硫酸盐，产生硫化物。缺氧生物滤池13采用自养型反硝化方式，即利用厌氧室12中硫酸盐还原形成的硫化物来自养地将硝酸盐反硝化。好氧生物滤池14将铵进行硝化，然后回流至缺氧生物滤池13进行反硝化，该澄清区140底部回流水通常带有硝酸盐。

具体地，厌氧室12包括透明的圆筒形容器121，容器121两端分别用端板122密封。容器121采用丙烯酸聚合物材质，端板122采用塑料板，通过不锈钢紧固件固定于容器121的两端。为加强密封，在端板122与容器121两端接触处设置橡胶“O”形环。在实际运作时，保持圆筒形容器121内的水量至少占总的容器容量的98％左右，也即圆筒形容器121的顶部空间维持2％左右的空余空间。

缺氧生物滤池13采用圆筒形容器，并也由丙烯酸聚合物材质制成，其直径与厌氧室12的直径大致相当，高度低于厌氧室12，大约是厌氧室12高度的2/3到3/4，本实施例约为70％。缺氧生物滤池13堆叠有聚丙烯塑料填料，塑料填料的比表面积约为215m²/m³，缺氧生物滤池13内的水量至少维持在总的缺氧生物滤池13容器容量的80％左右，缺氧生物滤池13的顶部空间维持20％左右的空余空间。

好氧生物滤池14也采用圆筒形容器，该容器与缺氧生物滤池13的结构及容量基本相同。好氧生物滤池14的底部进一步接通一个空气供应器。当然，可根据实际应用情况，厌氧室12、缺氧生物滤池13及好氧生物滤池14分别采用各自特定形状的容器，并不限于此。

本发明实施例的含硫酸根废、污水处理方法，使含硫酸根废、污水分别经过厌氧室、缺氧生物滤池、好氧生物滤池的处理，然后排出，其中厌氧室具有上流式厌氧污泥床，具体包括如下步骤：

经缺氧生物滤池处理的水在好氧生物滤池内进行硝化反应，好氧生物滤池过滤后的水回流至缺氧生物滤池再进行反硝化处理，排放好氧生物滤池的顶部清水。

本实施例中，用于实施本处理方法的污水成份如下：葡萄糖19.57g/L，醋酸钠26.1g/L，酵母提取物9.786g/L，NH₄Cl 18.37g/L，K₂HPO₄ 1.92g/L，KH₂PO₄0.72g/L，MgCl₂·6H₂O 8.32g/L，CaCl₂ 5.2g/L，以及10mL微量元素的溶液组成如下：FeCl₃·6H₂O 2000mg/L，H₃BO₃ 200mg/L，CuSO₄ 50mg/L，KI 80mg/L，MnSO₄·H₂O 250mg/L，ZnSO₄·7H₂O 150mg/L和CoCl₂·6H₂O 200mg/L。在这种咸水中，COD浓度约为265mg/L，硫酸根离子SO₄ ^2-的浓度约为166mg/L，氨根离子浓度约为30mg/L。由于这种污水中盐浓度较高，受到氯化物和硫化物的影响，COD不易测出。因此，可选地，通过分析有机总碳量(Total Organic Carbon，简称为TOC)来替代COD分析。邻苯二甲酸钾和碳酸钠/碳酸氢钠分别用作有机和无机物校准标准。COD与TOC的换算关系大约是平均2.6g的COD等同于1g的TOC。氮化物、硝酸盐及硫酸盐可通过离子色谱分析仪(DIONEX-100)测定。溶解性硫化物可以用碘定量法测定。溶解氧用溶氧仪来测量。

具体操作时，污泥接种后，厌氧室12先持续输入含硫酸根废、污水，保持水力停留时间(Hydraulic Retention Time，简称为HRT)为8小时，待厌氧室12运行稳定后，通常约为100天，厌氧室12即可较为成功地培养出稳定的出水质量，出水中的硫化物具有稳定的含量。在上流式污泥床底部可以设置一个促进厌氧室12内循环的混合搅拌器。缺氧生物滤池13和好氧生物滤池14作为厌氧室12后续与之反应连续运行培养，并可同步达到稳定运行。

缺氧生物滤池13也可先进行培养，即向其内输入硝酸钠和硫代硫酸钠溶液，两者浓度分别为30mg N/L及120mg S/L，当然还可混合必要养份或微量矿物质等成份。大约经过一个月的运行时间，达到稳定，即出水中处理产物例如剩余硝酸盐含量达到稳定状态，即将缺氧生物滤池13连接到厌氧室12。缺氧生物滤池13利用溶解性硫化物，在水力停留时间为2-4小时，对负荷为0.18-0.36kg N/m³的硝酸盐，进行自养型反硝化，其中缺氧生物滤池13的自回流比率(也称为内循环比率)约为2。缺氧生物滤池13运行稳定后连接到厌氧室12，使得厌氧室12和缺氧生物滤池13连通在一起运行构成第一阶段，主要培养或考察厌氧室12内COD的去除、硫酸盐的去除，以及在缺氧生物滤池13内的自养反硝化，主要是硫酸盐的还原、硫化物的产生、COD的去除以及自养反硝化等方面的性能。最初水力停留时间为12小时，然后急剧下降至2小时，以有效地提高氮负荷。好氧生物滤池14持续培养80天后，出水中的处理产物例如硝酸盐含量稳定，能够达到充分的硝化性能，然后好氧生物滤池14再连接到厌氧室12及缺氧生物滤池13的流动体系中，即形成完整的含硫酸根废、污水处理，开始第二阶段的运行。此第二阶段中主要是考察整个系统的有机质和氮的去除率以及污泥排放，尤其是好氧生物滤池14到缺氧生物滤池13之间的回流比。

操作进行时，此含盐污水处理系统持续注入前述成份的含硫酸根废、污水。厌氧室12的出水和从好氧生物滤池14的回流水一起流入缺氧生物滤池13，以在缺氧生物滤池13内进行自养反硝化，缺氧生物滤池13的出水再流入好氧生物滤池14内进行硝化。

为提供稳定的溶解性硫化物源，在含硫酸根废、污水处理系统操作初期，厌氧室12在水力停留时间固定为6小时下进行。而缺氧生物滤池13和好氧生物滤池14的水力停留时间依赖于缺氧生物滤池13和好氧生物滤池14两者之间的回流比R。因此，回流比R是实现高COD和总氮去除率的关键因素。本实施例采取范围为1-4Q(Q为操作初期的进水水速)的回流比R来尝试，以获得较佳回流比R值。

为更方便地描述及评估含盐污水处理系统的硫化物生成活性，以及利用硫化物进行自养反硝化的性能，两个消耗比率即COD/SO₄ ^2-的比率和含硫化合物与硝酸盐的比率(S/N)定义如下：

COD/SO₄ ^2-＝消耗的COD(gCOD)/被还原的SO₄ ^2-

S/N＝硫消耗所需的含硫化合物(gS)/需要被还原的NO₃ ^-(gN)。

图2-4显示在500天的运行过程中的COD、NO₃ ^-及NH₄ ⁺的去除测试数据。在此运行过程中，平均有机质和硫的负荷分别为265mg COD/L和167mg S/L。在第一阶段初期，厌氧室12在水力停留时间为8小时下进行，在60天的启动运行后，厌氧室12可实现80％的COD去除率。厌氧室12内的上向流流速为0.2-0.3m/h，在其底部可以看到硫化物产物晶粒的形成。而在缺氧生物滤池13内，45％的硫酸盐被还原成硫化物，85％的硫化物以溶解形式存在，产生溶解性硫化物浓度为76.5mg S/L的出水。

在只有厌氧室12与缺氧生物滤池13相连通时，氮的去除主要依靠缺氧生物滤池13的自养反硝化。在0.31kg NO₃ ^-N/m³/d硝酸盐负荷的水流中，氮的去除率可高于95％。在整个含硫酸根废、污水处理系统中，来自好氧生物滤池14回流至缺氧生物滤池13水流对氮的去除显得重要。为实现高的氮去除率，可采用较高的回流比。在整个含盐污水处理系统中出水的平均总悬浮固体只有1.1mg/L，且在操作期间几乎没有污泥排出。

下表1和2显示厌氧室12与缺氧生物滤池13的操作条件和性能，表3显示不同的回流比率下含硫酸根废、污水处理方法的性能。

表1 厌氧室/缺氧生物滤池在系统整合开机运行时不同HRT(I-IV)下的操作条件

表2 厌氧室/缺氧生物滤池任一反应室在系统整合开机运行时不同HRT下的出水和进水特性

由上表1和2可知，HRT对于厌氧室12与缺氧生物滤池13的性能具有一定影响，当HRT＝6h时，厌氧室12独自运行时，可达到82.2％的COD去除率，以及大约57％的硫酸盐还原率。然后厌氧室12稳定，HRT下降至4小时，再与缺氧生物滤池14连接，厌氧室12的有机物负荷上升至1.7kg TOC/m³/d，COD去除率上升至89％。此时，厌氧室12内的硫酸盐还原在增加，这可以由厌氧室12出水中硫化物的含量增加而证实。随着HRT的下降，向上流流速相应增加至0.61m/L，以促进硫化物晶粒的形成，提高硫酸盐还原的效率。

在缺氧生物滤池13内，即使在HRT为3小时，也能具有高的硝酸盐去除率，出水中硝酸盐的含量在1m/L以下。出水中没有氮化物的积累，可以认为硝酸盐已经完全转换为氮气。93％的溶解性硫化物氧化成硫酸盐，重新获得197mg/L或65.7mg S/L的硫酸盐。这充分说明在厌氧室12中的溶解性硫化物被有效地利用于缺氧生物滤池13内的自养反硝化。此外，在缺氧生物滤池13内去除13.1mg/L的COD，说明异养反硝化在缺氧生物滤池13内并未起明显作用。由于往缺氧生物滤池13内注入硝酸盐溶液，缺氧生物滤池13内的溶解性硫化物浓度要比厌氧室12的出水中的硫化物浓度低约10％。

当厌氧室12中的HRT为3小时，有机负荷上升至2.28kg COD/m³/d，厌氧室12内有机质的去除效率下降至79.7％，出水中溶解性硫化物浓度大大地降低至9.2mg/L，硫酸盐的去除率也只有36％。缺氧生物滤池13内的HRT相应降为2小时，硝酸盐去除率也急剧下降。为促进本处理方法的性能和提升溶解硫化物的产出，厌氧室12自回流比率(也称为内循环比率)可增至7，引起向上流速升到1.09m/h。虽然在这种情况下，COD的去除率稍有改善，随着厌氧室12内的溶解硫化物的浓度回复到73.1mg S/L，硫酸盐的还原率也有所增长。这是由于在高的流速下，传质效率获得提高。这也提供充足的硫化物到缺氧生物滤池13中，以维持硝酸盐去除率在99％。

缺氧生物滤池13中硝酸盐的去除率受进水中DO(Dissolved Oxigen，简称DO)的水平影响，如图5所示，当DO不超过1mg/L时，出水中硝酸盐浓度为0.55mg N/L，硝酸盐的去除率可达到98％。当DO升到1-2和2-3mg/L时，硝酸盐的去除率稍有下降，分别为98％和95％。因此，在缺氧生物滤池13中，DO低于3mg/L时，硝酸盐的去除率变化不大。但是，随着DO的提升，硫化物的耗量大幅上升。DO在0-1、1-2和2-3mg/L区间时，进水中硫化物的浓度都为71.4mg S/L，出水中硫化物的浓度分别测得为16.7、7.6和1.9mg S/L。实际上，当DO回归为0-1mg/L时，硫化物的浓度立即升到15-18mg S/L。然而排除自养反硝化的硫化物耗量，即使在DO处于高范围时，缺氧生物滤池13的出水中也有较高的硫酸盐浓度，这说明额外的硫化物可由其他方式被氧化。例如，DO在0-1、1-2和2-3mg/L区间时，出水中硫酸盐浓度分别为47、55和57mg S/L。这说明硫化物可足够用于30mg N/L的自养反硝化，而在反应器液体表面的硫化物可以由氧气所氧化，由此降低DO对氮去除的影响。

如图6所示，当缺氧生物滤池13的进水中的硝酸盐浓度不大于30mg N/L时，出水中硝酸盐浓度平均低于0.5mg N/L。当缺氧生物滤池14的进水中的硝酸盐浓度升到50和70mg N/L时，出水中硝酸盐浓度分别升到10.3和28.5mgN/L，硝酸盐的去除率也相应下降为79％和60％。对应于硝酸盐浓度为50和70mg N/L，完全自养反硝化所需的化学计量硫化物分别为96和134mg S/L。然而实际中硫化物在出水中的溶解量只有55-67mg S/L，这就限制了缺氧生物滤池13对含氮量为0.6kg N/m³/d水的反硝化性能。因此，为符合工业上通常具有高氨氮负荷的高盐废水而言，需要使用低于0.67的SO₄ ^2-/COD比率。由此可提供低成本的硫酸盐来源是一个可行的方案。

另外，相比较而言，如果缺氧生物滤池13中没有注入硝酸盐，可大幅提高COD的去除率，而出水中硫酸盐的浓度不会大幅下降，说明自养和异养反硝化可共存于缺氧生物滤池13中。

表3在不同的回流比率下含盐污水处理方法的性能(Q指系统进水的流速)

表3列出整个系统的性能。由于氮的去除主要依赖于缺氧生物滤池13内的反硝化作用和好氧生物滤池14内的硝化作用，由此缺氧生物滤池13和好氧生物滤池14之间的回流比与系统进水流速(Q)的比率(R)对于实现COD去除和总氮去除的操作参数至关重要。这是因为这个参数(R)会改变缺氧生物滤池13和好氧生物滤池14中的HRT，从而影响两者的反硝化作用和硝化作用。

当R在1-4Q范围时，多余的13％的COD可在缺氧生物滤池13和/或好氧生物滤池14内去除，由此降低出水中COD的浓度至12mg/L，并维持整个系统的COD去除率为95％。另一方面，当R低于4Q时，97-99％的硝酸盐在缺氧生物滤池13内被去除，在出水中也没有积累氮化物。同时，出水中铵浓度低于0.3mg N/L，说明铵几乎完全在缺氧生物滤池13内被硝化。因此，COD/SO₄ ^2-的比率为0.84。这说明约80％的COD去除(即0.67/0.84＝0.8)归功于SRB的作用，而其余的COD去除则通过甲烷生成菌(Methane-Producing Bacteria，简称为MPB)。在厌氧室12中过高的COD不会影响SRB利用硫化物进行自养反硝化，只要在缺氧生物滤池13内维持较低的S/N比率。实际中，COD/SO₄ ^2-的比率主要受到HRT、上向流流速和内循环比率的影响。如图6所示，当厌氧室12中的HRT分别为6、4、3小时，内循环比率为7时，COD/SO₄ ^2-的比率在0.73-0.82之间变化。当内循环比率为5时，COD/SO₄ ^2-的比率升到1.05，意味着流到硫酸盐还原通道的电子减少，导致SRB的COD去除率下降到63％。这可能是由于不充分的内部混合导致基板间极少的硫酸盐迁移到硫化物晶粒。一旦提升内循环比率，则能促进厌氧室12内的混合，使得COD/SO₄ ^2-的比率和COD去除率分别回复至0.75和89％。硫化物晶粒通常具有低于甲烷产物晶粒的质量迁移率，因为前者产生更少的气态终端产物。这就说明了厌氧室12内的混合条件对硫酸盐还原去除有机质的显著影响。在多数情况下，如没有有机物质的抑制作用，大部分的硝酸盐通过异养去除，其余部分则通过自养反硝化去除。在低有机质负载时，在充填硫的反应器中，自养反硝化得到促进，这种促进可能是由于产生了CO₂，以供给自养反硝化器作为碳源。

如表2和3所示，当硝酸盐负荷为0.36kg N/m³/d时，如第III种情况，S/N比率平均为1.21，通过自养反硝化的硝酸盐去除率为62.7％，而整个硝酸盐去除率是87.7％。这说明异养反硝化能够弥补硫限制而造成的自养反硝化的不足。虽然异养反硝化能够有利于硝酸盐和有机质的去除，但是长久运行后也会产生过多的污泥。在实际应用中，使厌氧室12内的HRT超过4小时，以确保足够的有机物去除率，产生足够的硫化物量，以便降低进入缺氧生物滤池13的进水中COD的浓度，由此限制异养反硝化活性。

缺氧生物滤池13的处理性能主要取决于氮负荷、HRT和/或质量迁移率。如图5所示，在进水硝酸盐浓度大于50mg N/L时，由于硫化物产量有限，几乎是不可能达到完全去除硝酸盐。氧气通常被认为是一种自养和异养反硝化的抑制剂，因为氧气既为硝酸盐还原剂也充当电子受体，从而阻止反硝化作用。当进水中的DO处于3mg/L时，缺氧生物滤池13可获得较好去除氮。当DO升到4mg/L以上时，缺氧生物滤池13氮去除效果较差。通常在过滤器中1-2mg/L的DO和悬浮培养式中0.5mg/L的DO对于反硝化作用影响不大。在发酵器系统中，维持有效的反硝化作用时，DO优选为低于2％的饱和氧气量。

在厌氧室12中，硫的回收率可达到80-93％，在缺氧生物滤池13中，硫的被氧化效率可达到91-99％，说明经过缺氧生物滤池13后，硫化物几乎被完全氧化为硫酸盐。因此，在整个系统中，只有少量的硫损失变成硫单质。

在整个系统中，厌氧室12、缺氧生物滤池13及好氧生物滤池14的出水中TSS浓度分别为6.5、4.5及1.1mg/L，整个过程最后形成较少的污泥。

在整个系统中，经过长时间运行后，COD的去除率可达到95％以上，硝酸盐的去除率可达到99％以上，并有较少的污泥排出，厌氧室12、缺氧生物滤池13及好氧生物滤池14的出水中TSS浓度分别为6.5、4.5及1.1mg/L。

有机质的去除率取决于操作条件，包括厌氧室12内的HRT、上向流流速及混合条件。使厌氧室12内维持充分的混合条件对实现有效地硫酸盐还原尤为重要。

高比率的COD/SO₄ ^2-咸水并不会影响用于自养反硝化的硫化物的产量，通过硫酸盐还原作用可达到80％的COD去除率。含盐污水中含有大约500mg/L的硫酸盐和400mg/L的COD，COD/SO₄ ^2-比率平均为0.8。SRB硫酸盐能够完全盖过对菌的有机质处理产生甲烷。在厌氧环境中，硫酸盐还原产生硫化氢易于在高的pH值中溶解，由此形成相当多的溶解的硫化氢。

在缺氧生物滤池13出水中，S/N的最小比率优选为1.6，以通过自养反硝化达到90％以上的硝酸盐去除率。

硫平衡分析表明，在整个系统中，元素硫的累积和硫化氢的损失是极其微小。

由以上结果可知，所述含盐污水处理系统及方法通过厌氧室的厌氧污泥床，使污水中的硫酸盐还原成硫化物，并产生硫化物，供给缺氧生物滤池中进行自养反硝化处理，然后再经过好氧生物滤池进行硝化处理，去除有机质、硫酸盐及硝酸盐等，在好氧生物滤池14中排出顶部清水，而处理后底部水回流到缺氧生物滤池中重新进行自养反硝化处理，从而可以极大降低污泥的产生，甚至做到污泥的零排放，从根本上解决了污泥累积的问题。而且，所述含盐污水处理系统及方法无需采用额外的加热或超声波等设施，从而降低含硫酸根废、污水的处理成本，同时也节省了占地空间。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种含硫酸根废、污水处理系统，其包括厌氧室、缺氧生物滤池以及好氧生物滤池，所述厌氧室具有上流式厌氧污泥床，用于还原硫酸盐形成硫化物，厌氧室与缺氧生物滤池相连通以将硫化物流入缺氧生物滤池内，所述缺氧生物滤池用于进行自养反硝化反应，通过厌氧室形成的硫化物将硝酸盐反硝化，缺氧生物滤池与好氧生物滤池相连通，所述好氧生物滤池用于进行硝化反应，所述好氧生物滤池具有位于上部的澄清区，过滤后的水流到所述澄清区，所述好氧生物滤池的澄清区底部与缺氧生物滤池连通，以将澄清区底部水回流至缺氧生物滤池进行反硝化，澄清区顶部清水排出。

2.如权利要求1所述的含硫酸根废、污水处理系统，其特征在于，厌氧室设有污水回流管道，使厌氧室上部污水回流到厌氧室底部，重新参与厌氧池内的反应，并于厌氧室污水回流管道位置上方设溢流槽，使厌氧室与缺氧生物滤池相连通以将硫化物流入缺氧生物滤池内。

3.如权利要求1所述的含硫酸根废、污水处理系统，其特征在于，所述缺氧生物滤池设置有自回流管道，使得经过缺氧生物滤池过滤后的低层水回流到的缺氧生物滤池底部，重新参与缺氧生物滤池的反硝化反应，经过缺氧生物滤池过滤后的上层水注入好氧生物滤池。

4.一种含硫酸根废、污水处理方法，使含硫酸根废、污水分别经过厌氧室、缺氧生物滤池、好氧生物滤池的处理，然后排出，其中厌氧室具有上流式厌氧污泥床，该方法包括如下步骤：

5.如权利要求4所述的含硫酸根废、污水处理方法，其特征在于，厌氧室上部水回流至底部，再次参与硫酸盐的还原反应，厌氧室的顶部水溢流出厌氧室，并依靠重力流入缺氧生物滤池。

6.如权利要求4所述的含硫酸根废、污水处理方法，其特征在于，进一步包括将经过缺氧生物滤池过滤后的低层水回流到的缺氧生物滤池底部，重新参与缺氧生物滤池的过滤及反硝化反应，经过缺氧生物滤池过滤后的上层水注入好氧生物滤池。

7.如权利要求6所述的含硫酸根废、污水处理方法，其特征在于，所述厌氧室的水力停留时间大于或等于4小时，所述厌氧室的回流的水的回流比率大于或等于3。

8.如权利要求4所述的含硫酸根废、污水处理方法，其特征在于，将厌氧室、缺氧生物滤池及好氧生物滤池进行同步培养，同时使各自的出水的处理产物达到稳定含量。

9.如权利要求8所述的含硫酸根废、污水处理方法，其特征在于，在厌氧室和好氧生物滤池培养初期，所述缺氧生物滤池的培养通过向其内注入硝酸钠和硫代硫酸钠溶液，自行运行一定时间，使得出水中处理产物的含量达到稳定，直到厌氧室以及好氧生物滤池达到稳定运行，保持缺氧生物滤池内的溶解性氧的含量低于1mg/L。

10.如权利要求4所述的含硫酸根废、污水处理方法，其特征在于，所述好氧生物滤池与缺氧生物滤池之间的水回流比率为2-3Q，其中Q为所述处理方法的进水流量。